Главная > АСИМПТОТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ НЕЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИКИ (Н. Н.МОИСЕЕВ)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Предположим єначала, что ранг системы (3.1) равен единице.

Для того чтобы не усложнять изложения, предположим сразу, что независимые переменные выбраны так, что матрица $\left\|a_{i j}^{(p)}\right\|$ уже приведена к жордановой форме.

Рассмотрим последовательно случаи (3.4) и (3.5). Поскольку характер корней, а следовательно, и вид жордановой формы зависят от времени, то такой подход имеет смысл только в том случае, если рассматриваемая ситуация не изменяется в течение всего исследуемого промежутка времени.

Если корни кратные, но элементарные делители простые, то систему уравнений (3.1) можно переписать в следующей форме:
\[
\left.\begin{array}{l}
\dot{y}_{1}+\left(\lambda \mu+a_{11}^{(0)}+\ldots\right) y_{1}+\left(a_{12}^{(0)}+\ldots\right) y_{2}=0 \\
\dot{y}_{2}+\left(a_{21}^{(0}+\ldots\right) y_{1}+\left(\lambda \mu+a_{22}^{(0)}+\ldots\right) y_{2}=0 .
\end{array}\right\}
\]

Точками обозначены члены более высокого порядка относительно $1 / \lambda$.
Сделаем замену переменных
\[
y_{1}=e^{-\lambda \int_{0}^{t} \mu(t) d t} z_{1}, \quad y_{2}=e^{-\lambda \int_{0}^{t} \mu(t) d t} z_{2} .
\]

Система уравнений (3.6) после такой замены уже не будет содержать слагаемых первого порядка относительно $\lambda$
\[
\left.\begin{array}{l}
\dot{z}_{1}+\left(a_{11}^{(0)}+\ldots\right) z_{1}+\left(a_{12}^{(0)}+\ldots\right) z_{2}=0 \\
\dot{z}_{2}+\left(a_{21}^{(0)}+\ldots\right) z_{1}+\left(a_{22}^{(0)}+\ldots\right) z_{2}=0 .
\end{array}\right\}
\]

Если бы коэффициенты $a_{i j}$ не содержали слагаемых порядка $\lambda^{-1}$ и более высокого, то задача построения асимптотики была бы исчерпана. В самом деле, система (3.8) в этом случае была бы следующего вида:
\[
\left.\begin{array}{l}
\dot{z}_{1}+a_{11}^{(0)} z_{1}+a_{12}^{(0)} z_{2}=0, \\
\dot{z}_{2}+a_{21}^{(0)} z_{1}+a_{22}^{(0)} z_{2}=0 .
\end{array}\right\}
\]

Обозначим через $z_{1 i}$ и $z_{2 i}(i=1,2)$ фундаментальные решения системы (3.8). Эти функции могут быть получены как результат численного решения двух задач Коши со следующими начальными данными:
\[
\text { I. }\left\{\begin{array}{l}
z_{11}(0)=0, \\
z_{21}(0)=1 .
\end{array}\right.
\]
II. $\left\{\begin{array}{l}z_{12}(0)=1, \\ z_{22}(0)=0 .\end{array}\right.$

Тогда асимптотические представления общего интеграла системы (3.6) будут иметь вид
\[
\left.\begin{array}{l}
y_{1}=e^{-\lambda \int_{0}^{t} \mu(t) d t}\left(C_{1} z_{22}+C_{2} z_{12}\right), \\
y_{2}=e^{-\lambda \int_{0}^{t} \mu(t) d t}\left(C_{1} z_{21}+C_{2} z_{22}\right) .
\end{array}\right\}
\]

Если разложения коэффициентов $a_{i j}$ содержат отрицательные степени параметра $\lambda$, то для построения функций $z_{i}$ можно использовать методы теории возмущений, т. е. искать решение системы (3.7) в виде рядов по степеням $\lambda^{-1}$.

Примечание. Предположим, что элементарные делители не простые и жорданова нормальная форма имеет вид (3.5), т. е. система (3.6) будет такой:
\[
\left.\begin{array}{r}
\dot{y}_{1}+\left(\lambda \mu+a_{11}^{(0)}+\ldots\right) y_{1}+\left(\lambda+a_{12}^{(0)}+\ldots\right) y_{2}=0, \\
\dot{y}_{2}+\left(a_{21}^{(0)}+\ldots\right) y_{1}+\left(\lambda \mu+a_{22}^{(0)}+\ldots\right) y_{2}=0 .
\end{array}\right\}
\]

Если решение системы (3.6′) искать в форме (3.7), то система уравнений относительно $z_{i}$ будет содержать первые степени параметра $\lambda$ и, следоватєльно, представлять решения в форме (3.10) в общем случае уже нельзя.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru